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[美] 道格拉斯·布鲁克斯(DouglasBrook 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111499978

商品编码：1604638907

出版时间：2015-06-01

作  者:(美)道格拉斯·布鲁克斯(Douglas Brooks) 著；丁扣宝,韩雁 译 定  价:49 出 版 社:机械工业出版社 出版日期:2015年06月01日 页  数:182 装  帧:平装 ISBN:9787111499978 ●出版者的话
●译者序
●前言
●部分  电流的性质
●第1章  电子和电荷  2
●1.1  电子流  2
●1.2  原子结构  3
●1.3  绝缘体  4
●1.4  电荷场  4
●1.5  磁场  5
●1.6  驱动电流的力  6
●1.7  电压与电流  8
●1.8  电流方向  9
●1.9  半导体空穴流  9
●第2章  基本的电流概念  11
●2.1  电流类型  11
●2.2  传播速度  16
●2.3  电路的时序问题  18
●2.4  电流的度量  20
●2.5  测量技术  28
●部分目录

内容简介

本书着重物理概念，避免复杂的数学推导，阐述了基本电路的电流源、电流造成的信号完整性问题，以及如何解决串扰和电磁干扰问题。主要内容包括：温度、PCB传输线、反射、耦合电流、功率分配、趋肤效应、介电损耗和通孔等，并给出了每个常见问题的实用设计方案。本书适合作为电子与通信工程及其相关专业的教材。对于从事集成电路设计、系统设计的工程技术人员来说也是一本很好的参考书。 (美)道格拉斯·布鲁克斯(Douglas Brooks) 著；丁扣宝,韩雁 译 道格拉斯·布鲁克斯，曾获斯坦福大学电子与电气工程专业学士和硕士学位，华盛顿大学的博士学位。他有40余年的电子行业从业经验，涉及的职位小到空间项目的电路设计工程师，大到UltraCAD公司的总裁，这也是他自己的公司，在过去的20余年里，他一直在这家西北太平洋地区靠前的PCB设计服务公司里担任总裁。
Brooks在职业生涯中发表了数百篇文章。在2003年，他还出版了《Signal Integrity Issues and Printed Circuit Board Design》(Prentice Hall)一等
前    言我大部分的职业生涯都是在电子行业的各种岗位上度过的，近20年一直从事与印制电路板设计有关的工作，这令我感到非常开心，通过写文章和研讨会报告，也结识了许多业内人士。我很幸运地受邀参与全球各地的研讨会。同行们对我也一直很好。
    的PCB设计人员是具有出色图形认知能力的艺术家。这么多年后，我依然惊奇于设计师观看计算机屏幕、抓取走线的始端，然后布放走线、通过众多的等效屏幕使其到达线网的另一端的才能，并且他们总是能地知道自己在哪儿。完成后的电路板看上去美极了，几乎就是一件艺术品。这个工作有时被贬低为“点的连接而已”，但其实它远不止如此。
    近20年来，PCB设计人员不得不面对另一类需求。电路板已经开始像一个具有电阻、电容和电感的组件，而不仅仅等

《穿梭流光：电子设计中的能量与信息之舞》 在瞬息万变的电子科技浪潮中，每一个精密的电路设计都如同一个微观的宇宙，其中电流如同流动的生命之血，承载着至关重要的信息，在复杂的线路网络中穿梭。本书《穿梭流光：电子设计中的能量与信息之舞》正是从这个宏大的视角出发，深入剖析电子设计中最核心、最关键的两个要素：能量的有效传输与信息的完整传递。它并非仅仅是一本技术手册，更是一次对电子世界深邃奥秘的探索之旅，旨在为每一位致力于电子工程领域的探索者提供一种全新的、更具前瞻性的设计理念。 本书的起点，是对“能量”这一基本物理概念的回归与升华。我们不再将其仅仅视为驱动电路工作的电力，而是将其视为信息得以承载的“介质”。从宏观的电源完整性（Power Integrity, PI）出发，本书将带领读者系统地理解能量是如何在电路中流动、存储、以及如何被有效管理的。我们将深入探讨电源退耦（Power Decoupling）的艺术，理解电容的选择、布局以及其在抑制电压跌落（Voltage Drop）和噪声（Noise）方面的作用。这不仅仅是简单的元件堆砌，而是对能量动态变化的深刻洞察，是理解瞬态响应（Transient Response）和阻抗匹配（Impedance Matching）在能量传输中的关键作用。 章节中，我们将细致剖析电源完整性面临的挑战，例如电感效应（Inductance Effects）如何在高频下成为能量流动的“绊脚石”，以及如何通过优化布线（Routing）、叠层（Stackup）以及使用低阻抗的电源分配网络（Power Distribution Network, PDN）来克服这些挑战。书中会详细阐述不同类型电容（陶瓷电容、电解电容等）的特性与应用场景，以及它们在构建稳健PDN中的协同效应。我们还将讨论寄生参数（Parasitic Parameters）如寄生电感和寄生电阻如何影响电源的稳定性，并提供一系列行之有效的优化策略。 理解了能量的稳定供应，我们便能将目光投向其更为精妙的载体——“信息”。本书的核心内容之一，便是对“信号完整性”（Signal Integrity, SI）的全面阐释。我们认为，信号的质量直接决定了电子产品的性能和可靠性。因此，本书将从信号传播的基本原理入手，深入讲解波传播（Wave Propagation）、反射（Reflection）、振铃（Ringing）和串扰（Crosstalk）等关键现象。这些现象并非抽象的理论，而是实实在在影响信号质量的“敌人”。 本书将详细介绍阻抗匹配的原理与实践。我们将解释为何信号线需要精确匹配其特征阻抗，以及阻抗不匹配如何导致信号反射，进而造成数据错误和系统不稳定。书中将提供详细的计算方法和设计指南，指导读者如何根据不同信号类型（如单端信号、差分信号）和传输介质（如PCB走线、连接器）来确定和控制阻抗。 串扰是另一个信号完整性设计中的顽固“杂音”。本书将深入剖析串扰产生的机理，包括近端串扰（Near-End Crosstalk, NEXT）和远端串扰（Far-End Crosstalk, FEXT），以及它们对信号质量的影响。我们将提供一系列缓解串扰的策略，例如增加走线间距（Spacing）、采用差分对（Differential Pairs）、以及利用屏蔽（Shielding）技术。书中会提供具体的计算公式和仿真工具的指导，帮助读者量化串扰效应并评估设计方案。 高频信号的衰减（Attenuation）和失真（Distortion）也是本书重点关注的方面。我们将分析皮肤效应（Skin Effect）、介质损耗（Dielectric Loss）等因素如何在高频下影响信号的幅度，以及如何通过选择合适的PCB材料、优化走线宽度和长度来减小损耗。书中还会探讨时域反射计（TDR）和网络分析仪（VNA）等测量工具的使用，以及如何通过这些工具来诊断和解决信号完整性问题。 此外，本书还将深入探讨关键的设计实践，如时序（Timing）管理。在高速数字系统中，时序偏差（Timing Skew）可能导致数据采样错误。我们将分析时序预算（Timing Budget）的建立过程，以及如何通过等长线（Equal-Length Traces）、延迟线（Delay Lines）和时钟分配（Clock Distribution）等技术来确保信号的时序准确性。 本书的另一大亮点在于其对“差分信号”（Differential Signaling）的深入探讨。我们不仅会介绍差分信号的基本原理，如共模抑制（Common-Mode Rejection）和抗噪声能力，更会详细阐述差分对的设计技巧，包括差分对的匹配（Pair Matching）、耦合（Coupling）控制以及在PCB布局中的优化。我们将解释为何差分信号在高密度、高速度的设计中扮演着越来越重要的角色，并提供实用的设计指南。 对于复杂的高速接口，如DDR内存接口、PCIe接口等，本书也将提供针对性的设计考量。我们将分析这些接口的信号特性和设计挑战，并提供相应的优化建议，例如如何处理多条信号线的时钟和数据对齐，如何进行眼图（Eye Diagram）分析以评估信号质量，以及如何处理连接器和线缆对信号完整性的影响。 本书的价值并不仅限于理论的阐述，更在于其丰富的实践指导。在书中，我们将穿插大量实际的设计案例和工程经验，通过图文并茂的方式，直观地展示上述理论知识在实际设计中的应用。读者将看到如何通过合理的布局、精密的布线、以及恰当的元件选择来解决实际的设计难题。 “穿梭流光”不仅是一本关于PCB电流与信号完整性设计的书，更是一本关于“理解”的书。它鼓励读者从更深层次去理解电子元器件的本质、信号传输的物理规律，以及这些规律如何深刻地影响着我们日常使用的电子产品。它旨在培养一种“直觉”，一种能够提前预见潜在设计风险，并能够从根本上解决问题的能力。 本书的目标读者群体非常广泛，包括但不限于： 电子工程师： 无论您是资深专家还是初入行的新手，本书都能为您提供坚实的理论基础和实用的设计技巧，帮助您在高速、高密度设计的挑战中游刃有余。 PCB设计工程师： 本书将帮助您从根本上理解PCB布局和布线对信号质量的影响，提升PCB设计的专业水平。 系统集成工程师： 理解能量与信息的交互，将有助于您更好地进行系统级的设计与优化。 科研人员与学生： 本书将为您提供深入的理论背景和前沿的设计思路，为您的研究和学习提供有力的支持。 任何对电子设计充满好奇的人： 如果您想一窥电子世界中能量与信息如何精密协作，那么本书将是您绝佳的选择。 《穿梭流光：电子设计中的能量与信息之舞》是一场关于理解与实践的盛宴。它将引领您穿越复杂的电路网络，感受能量的律动，捕捉信息的精髓，最终掌握设计出高性能、高可靠性电子产品的关键。这不仅仅是一次知识的汲取，更是一次思维的升华，一次对电子设计领域更深层次的探索与感悟。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑填补了PCB设计领域中一个重要的空白。作为一名资深的PCB工程师，我一直深感在实践中，仅仅掌握基本的布线技巧是远远不够的。尤其是在当今电子产品集成度越来越高、工作频率越来越快的趋势下，对PCB设计提出的挑战也越来越严峻。这本书恰恰能够系统地解决这些痛点。《PCB电流与信号完整性设计》这本书，从电流的角度出发，深刻剖析了电源完整性（PI）和信号完整性（SI）这两个至关重要但又常常被忽视的设计环节。书中对电源分布网络（PDN）的详细分析，让我认识到优化PDN设计对于抑制噪声、保证系统稳定性的极端重要性。而信号完整性部分，更是将高速信号传输的方方面面都进行了淋漓尽致的展现，从信号的产生、传输到接收，每一个环节都可能出现问题，而本书都给出了清晰的诊断和解决方案。这本书的阅读体验非常流畅，理论与实践相结合，让读者能够真正学到东西，并将其应用到实际工作中，大大提升了PCB设计的成功率和产品的性能。

评分☆☆☆☆☆

我是一名经验尚浅的嵌入式工程师，在接触到《PCB电流与信号完整性设计》之前，对于PCB的“内在美”几乎一无所知。大部分时候，我只是把PCB看作是连接各个元器件的“骨架”，关注的重点也多是功能实现和软件调试。然而，这本书彻底颠覆了我的固有印象。它让我明白了，PCB的设计绝不仅仅是“画图”，而是涉及到物理学、电磁学以及材料学等多方面的知识。书中对电流的讲解，从宏观的电源分布网络到微观的走线电流密度，都进行了详尽的阐述，让我深刻理解了为什么合理的电源设计对于整个系统的稳定性至关重要。而信号完整性部分，更是让我“茅塞顿开”。那些曾经让我头疼不已的信号异常现象，在这本书的条理清晰的分析下，变得清晰可见。书中对于各种信号失真原因的解析，以及对应的解决方案，都具有极强的实践指导意义。读这本书的过程中，我感觉自己就像在和一位经验丰富的导师对话，他循循善诱，让我一步步掌握了PCB设计的核心奥秘。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对电子产品有着浓厚兴趣的爱好者，《PCB电流与信号完整性设计》这本书为我打开了一扇通往更深层次理解的大门。我一直对电子设备内部的构造感到好奇，尤其是在看到那些复杂的PCB板时，总想知道它们是如何工作的。这本书虽然名字听起来有些专业，但实际上用一种非常易于理解的方式，讲解了电流在PCB上的流动以及信号在高速传输过程中会遇到的各种挑战。书中关于电流的阐述，让我明白了为什么在设计PCB时，需要考虑走线的宽度、长度以及地线的连接方式，这直接关系到电流的稳定性和发热情况。而信号完整性部分，更是让我对“信号”这个概念有了全新的认识。我明白了为什么有时候即使电路原理图没问题，实际产品却会出现奇怪的bug，很可能就是信号在传输过程中发生了“变形”。书中对于如何保证信号的“纯净”和“准确”的讲解，让我觉得非常实用，即便我不是专业的PCB设计师，也能从中获得很多启发。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，《PCB电流与信号完整性设计》这本书最大的价值在于其将抽象的电磁理论与具体的PCB设计实践紧密地结合起来。我之前在一些资料上看到过关于信号完整性的一些概念，但总是觉得比较零散，难以形成系统性的认识。这本书则提供了一个非常完整的框架，从基础的电流传输原理讲起，逐步深入到高速信号传输中的各种复杂现象，比如阻抗不匹配、反射、串扰、振铃等等。书中不仅解释了这些现象产生的原因，更重要的是提供了切实可行的设计策略和优化方法。我尤其欣赏书中对各种设计工具和仿真软件的介绍，让我知道如何利用现代技术来验证和优化我的PCB设计。这本书不是那种理论堆砌的教科书，而是真正能够指导实际工作的参考手册，读完后，我感觉自己对PCB设计有了更强的信心和掌控力，能够更自信地去应对各种复杂的挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是PCB设计领域的一股清流！我之前一直觉得PCB设计就是把元器件摆放好，然后飞线，但接触到《PCB电流与信号完整性设计》后，我才意识到自己之前的认知是多么的片面。书中深入浅出地讲解了电流在PCB上传输的原理，不仅仅是简单的连接，还涉及到电流密度、温升、电磁场耦合等深层问题。特别是关于信号完整性那部分，简直是为我量身定做的！之前遇到一些高频信号设计时，总是会遇到信号失真、串扰等问题，自己摸索了很久都没有找到根本原因。这本书就像一本秘籍，详细地解释了阻抗匹配、终端匹配、衰减、反射、串扰等概念，并且提供了具体的计算公式和设计指南。我尤其喜欢书中大量的图示和实例分析，让我能够更直观地理解那些抽象的概念。读完后，我仿佛打开了一个全新的世界，对PCB设计有了更深刻的认识，也更有信心去 tackling 复杂的高速信号设计项目了。这绝对是一本值得所有PCB设计从业者甚至爱好者反复研读的宝典。

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好产品

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这本书和介绍的差距够大的，还好

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